น้ำประปามักประกอบด้วยเกลือที่ละลายน้ำ เช่น โซเดียม แคลเซียม แมกนีเซียม คลอไรด์ ไนเตรต และซิลิคอน เกลือเหล่านี้ประกอบด้วยไอออนที่มีประจุลบ (AC) และไอออนที่มีประจุบวก (Cs) รีเวอร์สออสโมซิสสามารถกำจัดไอออนเหล่านี้ได้มากกว่า 99% น้ำประปายังประกอบด้วยโลหะปริมาณน้อย ก๊าซละลาย (เช่น CO2) และสารประกอบที่แตกตัวเป็นไอออนอ่อนอื่นๆ (เช่น ซิลิคอนและโบรอน) ที่ต้องกำจัดออกในการบำบัดทางอุตสาหกรรม
ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำทิ้งแบบรีเวิร์สออสโมซิส RO (น้ำป้อน EDI) โดยทั่วไปคือ 10⁻² μS/ซม. โดยมีค่าที่เหมาะสมที่สุดต่ำกว่า 6 μS/ซม. ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะ ความต้านทานของน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่ผลิตโดย EDI สามารถเข้าถึง 15-18 MΩ·cm คุณภาพน้ำที่ไม่เพียงพออาจทำให้ EDI เสียหายโดยไม่จำเป็นและทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นในห้องแยกเกลือของโมดูล โดยที่เรซินแลกเปลี่ยนไอออนจะใช้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH⁻) เพื่อแลกเปลี่ยนกับไอออน (เช่น คลอไรด์ไอออน, Cl⁻) ในเกลือที่ละลาย ในทำนองเดียวกัน เรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกจะใช้ไฮโดรเจนไอออน (H⁺) เพื่อแลกเปลี่ยนกับไอออนบวก (เช่น Na⁺) ในเกลือที่ละลาย
สแต็คเมมเบรน EDI ทั่วไปประกอบด้วยหลายยูนิตประกบอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดสองตัว แต่ละหน่วยประกอบด้วยห้องแยกเกลือและห้องรวม ห้องแยกเกลือจะเต็มไปด้วยส่วนผสมของเรซินแลกเปลี่ยนไอออนและไอออนบวก ซึ่งอยู่ระหว่างเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนบวกและเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน
สนามไฟฟ้ากระแสตรงถูกใช้ระหว่างขั้วบวก (+) และแคโทด (-) ที่ปลายทั้งสองด้านของโมดูล ศักยภาพนี้ทำให้ไอออนที่แลกเปลี่ยนบนเรซินเคลื่อนตัวไปตามพื้นผิวของอนุภาคเรซิน และผ่านเมมเบรนเข้าไปในห้องรวมสมาธิ ขั้วบวกจะดึงดูดประจุลบ (เช่น OH-, Cl-) ซึ่งผ่านเมมเบรนแลกเปลี่ยนประจุลบเข้าไปในห้องรวมสมาธิที่อยู่ติดกัน แต่ถูกปิดกั้นโดยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนบวก จึงเหลืออยู่ในห้องรวมสมาธิ แคโทดดึงดูดแคตไอออน (เช่น H+, Na+) ซึ่งผ่านเมมเบรนแลกเปลี่ยนแคตไอออนเข้าไปในห้องเข้มข้นที่อยู่ติดกัน แต่ถูกปิดกั้นโดยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน จึงยังคงอยู่ในห้องสมาธิ ขณะที่น้ำไหลผ่านห้องคู่ขนานทั้งสองห้องนี้ ไอออนจะถูกดึงออกจากห้องแยกเกลือและสะสมอยู่ในห้องรวมสมาธิที่อยู่ติดกัน ซึ่งจากนั้นไอออนจะถูกพาออกจากโมดูลโดยการไหลของน้ำ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้กับปล่องเมมเบรนไม่เพียงแต่กระตุ้นการเคลื่อนตัวของไอออนเท่านั้น แต่ยังแยกโมเลกุลของน้ำออกจากกัน ทำให้เกิด H+ และ OH- จำนวนมาก ไอออน H+ และ OH- เหล่านี้เคลื่อนย้ายภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า สร้างเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่ถูกปิดใช้งานและเรซินแลกเปลี่ยนไอออนตามลำดับ ส่งผลให้เรซินแลกเปลี่ยนเคมีไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีภายนอก ในระบบ EDI ทั่วไป น้ำป้อนประมาณ 5%-10% จะเข้าสู่ห้องรวมความเข้มข้น สารเข้มข้นจะถูกหมุนเวียนโดยปั๊มที่อัตราการไหลสูง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ส่งเสริมการผสมน้ำ และลดความเสี่ยงของการเกิดตะกรัน ไอออนที่มีความเข้มข้นจะถูกระบายออกจากระบบโดยการปล่อยไอออนที่มีความเข้มข้นบางส่วนออกไป
เพื่อการทำงานที่เสถียรและมีประสิทธิภาพของระบบ EDI จำเป็นต้องมีการปรับสภาพน้ำป้อนล่วงหน้าอย่างเหมาะสม (เช่น รีเวิร์สออสโมซิส) เพื่อควบคุมค่าการนำไฟฟ้า ความแข็ง สารอินทรีย์ และปริมาณของแข็งแขวนลอย สิ่งเจือปนในน้ำป้อนมีผลกระทบอย่างมากต่อโมดูลกำจัดไอออน และอาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
